果實(shí)是重要的食物來源，其中硬度影響貯運(yùn)性，風(fēng)味則決定消費(fèi)者喜好。為了延長(zhǎng)采后貨架壽命，人們傾向于培育質(zhì)地堅(jiān)硬、耐貯運(yùn)的商業(yè)化品種。然而，越來越多的消費(fèi)者抱怨大多數(shù)商業(yè)化培育的果實(shí)風(fēng)味不夠濃郁，尤其是香氣越來越不足。因此，如何維持果實(shí)耐貯性，并滿足消費(fèi)者吃得美味的要求，是果品物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卡脖子難題。

近日，浙江大學(xué)果實(shí)品質(zhì)生物學(xué)團(tuán)隊(duì)張波教授在美國(guó)科學(xué)院院刊《PNAS》發(fā)表了題為“The m6A reader SlYTH2 negatively regulates tomato fruit aroma by impeding the translation process”的研究論文，揭示了m6A識(shí)別蛋白SlYTH2通過液-液相分離機(jī)制形成蛋白-RNA凝聚體，抑制靶向mRNA的翻譯，進(jìn)而調(diào)控果實(shí)芳香品質(zhì)的分子機(jī)制；同時(shí)，基因編輯技術(shù)獲得的番茄突變體不改變果實(shí)硬度和貨架壽命。研究發(fā)現(xiàn)為利用生物技術(shù)培育“完美”果實(shí)提供了案例。

N6-甲基腺嘌呤（m6A）屬于RNA甲基化修飾，是生物體mRNA上最豐富的表觀遺傳修飾之一，其生物學(xué)功能發(fā)揮依賴于“閱讀者”m6A識(shí)別蛋白。蛋白3D建模、體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)等證明番茄SlYTH2是m6A識(shí)別蛋白。利用基因編輯技術(shù)獲得SlYTH2敲除突變體，不影響果實(shí)成熟進(jìn)程和貨架壽命，但芳香物質(zhì)含量顯著增加。由此，SlYTH2具有不同于m6A修飾“書寫者”和“擦除者”對(duì)果實(shí)成熟和品質(zhì)的全局影響。感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，超過90%的消費(fèi)者認(rèn)為突變體和對(duì)照番茄果實(shí)的風(fēng)味存在差異，71%的消費(fèi)者更加喜歡香味濃郁的突變體果實(shí)。

slyth2突變體維持果實(shí)采后硬度且增強(qiáng)的香氣更受消費(fèi)者喜歡

研究建立了適用于成熟果實(shí)的m6A修飾全轉(zhuǎn)錄組圖譜檢測(cè)技術(shù)（m6A-seq）、甲醛交聯(lián)-免疫共沉淀技術(shù)（FA-CLIP）和多聚核糖體圖譜分析技術(shù)（polysome profiling）等，結(jié)合代謝組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組學(xué)聯(lián)合分析方法，明確了m6A識(shí)別蛋白SlYTH2調(diào)控的芳香物質(zhì)組分，發(fā)現(xiàn)SlYTH2以依賴m6A修飾的方式結(jié)合芳香物質(zhì)合成基因SlHPL和SlCCD1B的mRNA，同時(shí)與eIFs等翻譯相關(guān)因子存在蛋白互作，并以液-液相分離（LLPS）方式形成蛋白-RNA凝聚體。形成的凝聚體抑制mRNA翻譯和蛋白積累，進(jìn)而調(diào)控果實(shí)芳香品質(zhì)。研究結(jié)果表明，基于表觀遺傳學(xué)研究的生物技術(shù)可以同時(shí)維持果實(shí)采后貯運(yùn)性，并顯著改善風(fēng)味品質(zhì)。上述發(fā)現(xiàn)為果實(shí)品質(zhì)改良和采后品質(zhì)保鮮提供了新思路。

m6A識(shí)別蛋白SlYTH2調(diào)控番茄果實(shí)芳香品質(zhì)的模式圖

浙江大學(xué)博士研究生卞寒曉、北京大學(xué)宋培哲博士、浙江大學(xué)高穎博士（現(xiàn)重慶大學(xué)副教授）和浙江省農(nóng)科院鄧志平研究員為論文共同第一作者。張波教授和Harry Klee教授為論文共同通訊作者。浙江大學(xué)劉建釗教授、高向偉教授、陳昆松教授，北京大學(xué)賈桂芳教授為研究提供了幫助。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金支持。